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第1章 引言1

1.1移动通信发展历史1

1.2 3G的发展历史3

1.3移动通信基础5

1.3.1 FDMA、TDMA和CDMA6

1.3.2 FDD与TDD7

1.4 2G系统向3G系统的演进7

1.5 CDMA及其关键技术11

1.5.1 CDMA概念11

1.5.2直接序列扩频技术11

1.5.3 CDMA关键技术简介13

1.6 3GPP的标准化工作14

1.7 3 G频谱划分17

第2章WCDMA系统结构18

2.1 WCDMA业务和业务模型18

2.1.1电信业务和附加业务19

2.1.2 WCDMA的承载业务20

2.1.3 QoS分类21

2.2 WCDMA系统网络模型23

2.2.1移动通信网的一般体系结构23

2.2.2空中接口的三层分层结构24

2.2.3 WCDMA的R99版本网络结构26

2.2.4 WCDMA的R4版本网络结构29

2.2.5 WCDMA的R5版本网络结构32

2.2.6智能网的体系结构35

2.2.7 IMS中的业务体系结构36

2.2.8 OSA的简要介绍37

2.3用户标识以及网络的区域划分37

2.3.1网络标识37

2.3.2 WCDMA中移动用户的标识39

2.4移动性管理41

2.5 UE被叫信令流程43

第3章UTRAN中的传输技术45

3.1 ATM技术在WCDMA中的应用45

3.2 ATM层简介46

3.2.1 ATM协议的参考模型47

3.2.2 ATM反向复用——IMA48

3.2.3 ATM信元结构49

3.2.4 ATM交换50

3.3 ATM适配层简介51

3.3.1 AAL的功能52

3.3.2 AAL服务的分类53

3.3.3 AAL层的分层模型54

3.3.4 AAL1简介55

3.3.5 AAL3/458

3.3.6 AAL558

3.3.7 SAAL59

3.3.8 AAL261

3.3.9 AAL2层的复用机制63

第4章WCDMA的空中接口65

4.1空中接口结构概述65

4.2空中接口的分层结构65

4.3无线资源控制（RRC）层68

4.3.1 RRC连接68

4.3.2 RAB、SRB、RB以及逻辑信道68

4.3.3 RRC在呼叫过程中的应用69

4.3.4 RRC层的参考模型69

4.3.5 RRC状态和状态转移70

4.4空中接口的 RLC层72

4.4.1 RLC层概述72

4.4.2 RLC服务模型74

4.4.3 RLC PDU数据报文类型与结构77

4.4.4 RLC有回应模式的重传示例81

4.5 MAC层简介82

4.5.1 MAC实体83

4.5.2 MAC PDU的数据结构86

4.6空中接口信道类型及其映射关系87

4.6.1无线接入承载88

4.6.2无线承载89

4.6.3逻辑信道90

4.6.4传输信道91

4.6.5物理信道93

4.6.6各层信道在实际网络中的实现94

4.6.7信道映射95

4.6.8各个物理信道的时序关系97

第5章 物理层的功能99

5.1 WCDMA中上行和下行无线链路的结构99

5.2数据由MAC层到物理层的发送和接收101

5.3上行物理信道和下行物理信道103

5.3.1上行传输信道和物理信道103

5.3.2下行传输信道和物理信道104

5.3.3 TFI和TFCI104

5.4传输信道到物理信道的映射以及物理层中的数据处理过程105

5.4.1 CRC的添加106

5.4.2传输块的级联和码块分段107

5.4.3信道编码107

5.4.4无线帧的尺寸均衡108

5.4.5第一次交织108

5.4.6速率匹配108

5.4.7传输信道的复用和DTX指示位的插入110

5.4.8物理信道的分段和第二次交织111

5.4.9传输信道、CCTrCH、物理信道之间的映射111

5.5 TFCI在空中接口使用112

5.5.1 AMR语音编码的结构113

5.5.2 AMR语音业务中TFCI的使用114

5.6扩频和调制116

5.6.1信道码的产生117

5.6.2上行扰码117

5.6.3下行扰码119

5.6.4上行专用物理信道的扩频123

5.6.5下行专用物理信道的扩频125

5.7物理信道的结构126

5.7.1上行物理信道结构126

5.7.2下行物理信道结构129

5.8传输信道到物理信道映射的实例134

第6章WCDMA接入网结构与信令138

6.1接口协议分层设计原理138

6.2 WCDMA接入网概述140

6.2.1空中接口和Iub、Iur的关系142

6.2.2 UTRAN接口协议设计的基本原则143

6.3 Iu接口144

6.3.1 Iu接口协议栈145

6.3.2 SCCP在Iu接口的使用147

6.3.3 RANAP过程148

6.3.4 NAS信令在Iu接口的传输148

6.3.5 Iu接口上呼叫资源的建立与释放149

6.3.6其他RANAP过程151

6.4 Iub接口151

6.4.1 Iub接口的协议栈概述151

6.4.2 Iub接口上Node B的逻辑模型152

6.4.3 Iub接口上的数据传输153

6.4.4 NBAP的功能154

6.4.5 Iub接口的公共资源配置过程155

6.4.6无线链路建立、删除、重配置过程157

6.5 Iur接口159

6.5.1 Iur接口功能概述160

6.5.2 Iur接口信令传输过程161

6.5.3 Iur接口的无线链路过程162

6.5.4其他RNSAP过程162

6.6 Iur与Iub接口的用户面帧协议162

6.7 WCDMA接口协议综述164

6.7.1 CS域协议栈概述164

6.7.2 CS域中网络资源的映射关系166

6.7.3 PS域协议栈概述168

6.7.4 PS域中网络资源的映射关系170

第7章UE在空闲模式下的动作171

7.1小区的系统信息广播171

7.1.1概述171

7.1.2主信息块172

7.1.3系统信息的调度173

7.1.4 SIB消息内容简介175

7.2网络选择以及小区的选择和重选184

7.2.1 PLMN选择185

7.2.2小区选择186

7.2.3小区选择／重选的“S准则”188

7.2.4小区重选189

7.3随机接入过程199

7.3.1与接入过程有关的资源200

7.3.2随机接入过程203

7.3.3 PRACH与AICH的接入时隙时间偏移205

7.3.4 PRACH的接入前导（Preamble）部分207

7.3.5 AICH的回应机制209

第8章WCDMA中的同步技术211

8.1 WCDMA系统同步概述211

8.2同步相关的重要概念212

8.3时隙同步和帧同步214

8.3.1 UE开机时的小区搜索过程214

8.3.2相邻小区的小区搜索215

8.4节点同步215

8.5传输信道同步218

8.6空中接口同步220

8.6.1单条无线链路建立时的空中接口同步221

8.6.2同时建立多条无线链路时的空中接口同步223

8.6.3软切换时的空中接口同步过程224

第9章WCDMA系统的功率控制228

9.1功率控制的分类228

9.2下行公共物理信道的功率设定229

9.3 UE接入过程中的发射功率230

9.4外环功率控制232

9.5内换功率控制233

9.5.1下行链路内环功率控制234

9.5.2上行链路内环功率控制238

9.6小区选择分集发射（SSDT）243

9.7发射分集技术243

9.7.1用于SCH的时间切换的发射分集244

9.7.2基于空时码的发射天线分集245

9.7.3闭环模式发射分集245

第10章 切换和测量247

10.1切换247

10.1.1切换分类248

10.1.2切换过程250

10.2测量250

10.2.1测量目的250

10.2.2测量机制251

10.2.3 UE如何获得测量控制信息252

10.2.4物理层测量模型256

10.2.5测量项目256

10.3软切换和同频测量259

10.3.1同频测量260

10.3.2同频测量的报告事件261

10.3.3改善同频（／异频／系统间）测量报告行为的可用机制263

10.4压缩模式266

10.5异频测量和硬切换269

10.5.1异频测量事件类型270

10.5.2异频测量和压缩模式271

10.6系统间切换和系统间测量272

10.7数据量测量和信道切换274

10.8其他测量276

10.9切换信令流程276

10.9.1更软切换流程277

10.9.2软切换流程278

10.9.3系统间硬切换信令流程280

第11章WCDMA系统的安全282

11.1 WCDMA系统安全的体系结构283

11.2 WCDMA网络接入安全简述285

11.3安全模式的建立过程286

11.4临时身份标识的使用289

11.5鉴权和键值协商（AKA）过程290

11.5.1鉴权过程简述290

11.5.2在用户归属网络中的鉴权过程292

11.5.3 USIM中的鉴权过程294

11.5.4鉴权失败信令流程295

11.5.5漫游时的鉴权机制295

11.6信令完整性保护过程296

11.7信令和业务数据的加密299

第12章WCDMA呼叫流程302

12.1 RRC连接的建立过程302

12.2 AMR语音建立过程312

12.2.1 AMR语音建立的信令流程313

12.2.2 AMR语音呼叫建立后的空中接口资源321

12.3分组域呼叫流程322

12.4语音呼叫释放流程326

12.5 WCDMA系统其他信令流程328

第13章 分组数据业务在WCDMA中的实现330

13.1分组域网络结构和协议栈330

13.2通过分组域实现移动终端对IP网络的接入332

13.2.1透明接入方式332

13.2.2 IP地址的获得和使用333

13.2.3使用PPP拨号接入338

13.2.4移动IP在WCDMA中的应用338

13.2.5分组域中用户IP数据报文的传输340

13.3分组域非接入层342

13.3.1 GPRS移动性管理342

13.3.2分组移动性管理342

13.3.3会话管理343

13.3.4 PDP上下文344

13.4 PS域的移动性管理过程349

13.4.1附着过程349

13.4.2去附着过程352

13.4.3 SRNS重定位过程353

13.5会话管理过程356

第14章SIP359

14.1 SIP简介359

14.1.1 SIP的协议栈结构361

14.1.2 SIP使用的传输技术362

14.1.3 SIP命名和地址362

14.1.4 SIP网络结构363

14.1.5 SIP消息364

14.1.6 SDP简介365

14.1.7 SIP请求365

14.1.8 SIP响应367

14.1.9 SIP头字段368

14.2 SIP会话流程371

14.2.1注册过程371

14.2.2会话建立过程373

14.2.3重定向呼叫过程375

14.2.4 SIP对即时通信的支持375

第15章IMS系统377

15.1 3GPP中IMS标准工作378

15.2 3GPP中IMS的网络结构378

15.2.1 IMS业务控制模型——归属网络控制379

15.2.2 IMS各个网络实体的功能379

15.2.3各个网络逻辑功能实体的功能及接口387

15.3 IMS中的业务平台388

15.3.1 IMS的业务模型389

15.3.2 S-CSCF和业务平台之间的接口390

15.3.3 IMS中的业务触发机制391

15.4 IMS用户标识394

15.4.1私有用户标识394

15.4.2公共用户标识395

15.4.3不支持ISIM的终端的用户标识395

15.4.4私有用户标识与公共用户标识的关系397

15.4.5多个用户终端共用同一个用户标识397

15.4.6 ISIM与UICC398

15.5 IMS会话过程399

15.6 IMS注册过程399

15.6.1 IMS注册过程说明400

15.6.2 UE注册消息流程403

15.7 IMS的会话建立过程409

15.7.1 IMS会话标识的使用411

15.7.2 SIP消息在IMS中的路由413

15.7.3用于IMS会话中的SIP请求与响应417

15.7.4 IMS会话的媒体协商与资源预留过程419

缩略语425

参考文献431